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JP2009039265A - Non-invasive biological information measuring device - Google Patents

Non-invasive biological information measuring device Download PDF

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JP2009039265A
JP2009039265A JP2007206567A JP2007206567A JP2009039265A JP 2009039265 A JP2009039265 A JP 2009039265A JP 2007206567 A JP2007206567 A JP 2007206567A JP 2007206567 A JP2007206567 A JP 2007206567A JP 2009039265 A JP2009039265 A JP 2009039265A
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JP
Japan
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channel
signal
living body
information measuring
body information
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007206567A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ueda
泰志 上田
Hiroyoshi Ishita
博義 井下
Mamiko Akizuki
麻水子 秋月
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

【課題】 低消費電力で特徴量を推定する非侵襲生体情報測定装置を提供する。
【解決手段】 光源210と、光源210あるいは後述する各手段の起動を制御する制御手段300と、生体情報を測定するNチャンネルの生体情報センサ220と、生体情報センサ220の出力信号を増幅し、増幅された信号をA/D変換して、変換されたデジタルデータを記憶する記憶手段250と、光源210を点灯させデジタルデータを記憶手段250に記録するまでの一連の動作をX回繰り返し記憶手段250に記憶されているデジタルデータを平均化し、平均化したMチャンネル(M<N)のデータを解析して生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段260とを備え、一連の動作をY回(Y<X)繰り返した時点で、前記Mチャンネルをあらかじめ決定し、以降X回までは特徴量推定に用いないチャンネルの増幅手段以降の動作を停止することにより低消費電力を実現することが出来る。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a noninvasive living body information measuring apparatus for estimating a feature amount with low power consumption.
SOLUTION: A light source 210, a control means 300 for controlling activation of the light source 210 or each means described later, an N-channel biological information sensor 220 for measuring biological information, and an output signal of the biological information sensor 220 are amplified, A storage means 250 for A / D converting the amplified signal and storing the converted digital data, and a series of operations until the light source 210 is turned on and the digital data is recorded in the storage means 250 are repeatedly stored X times. And a feature amount estimation means 260 for averaging the digital data stored in 250 and analyzing the averaged M channel (M <N) data to estimate the feature amount of the biological information. The M channel is determined in advance at the time of repeating (Y <X) times, and the operation after the amplification means of the channel not used for feature amount estimation is performed until X times thereafter. By stopping the operation, low power consumption can be realized.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、生体情報を測定して、生体の状態を監視する生体情報検出装置に関する。   The present invention relates to a biological information detection apparatus that measures biological information and monitors the state of the biological body.

代表的な生活習慣病である糖尿病の患者数は世界的に増加傾向にある。糖尿病患者は、糖尿病による合併症を抑制し、患者の生活の質を向上するために、日常的な血糖コントロールが必要である。そのため、患者は医師の指導のもと、毎日定期的に血糖値を測定しなければならない。血糖値を測定する代表的な方法としては、患者の指を刺して血液を採取し血糖値を測定する侵襲型の血糖測定装置がある。指を刺して血液を採取する際に手間と痛みを伴うこと、さらに感染症などの危険が伴うことから、血液の採取を必要としない、非侵襲型の血糖測定装置が提案されている。   The number of patients with diabetes, a typical lifestyle-related disease, is increasing worldwide. Diabetic patients require routine glycemic control to reduce complications from diabetes and improve the quality of life of patients. Therefore, patients must measure blood glucose regularly every day under the guidance of a doctor. As a typical method for measuring a blood glucose level, there is an invasive blood glucose measuring device that measures blood glucose level by collecting blood by inserting a patient's finger. A noninvasive blood glucose measurement device that does not require blood collection has been proposed because it involves labor and pain when blood is collected by puncturing a finger and there is a risk of infection and the like.

非侵襲型の血糖測定装置として、光音響効果を用いた「生物学的測定システム」が記載されている。グルコースに吸収される波長の光を、生物学的測定システムから指先のような生体の部分に照射し、照射された光は生体内の比較的小さい焦点領域に集光され、また一般的に光はグルコースに吸収されて焦点領域と隣接する領域の組織内で運動エネルギーに変換される。運動エネルギーは、吸収組織領域の温度及び圧力を増大させ、音波を生成する。この音波を、以下「光音響波信号」と表記する。光音響波信号は吸収組織領域から放射され、生物学的測定システムが備える音響センサによって検出される。音響センサは生体表面と接するよう装着される。光音響波信号の強度は、吸収組織領域内のグルコースの関数であり、センサによって計測された強度は血糖値を調べるために使用される。このとき、1回の測定において、ノイズの影響を最小限にするために測定を複数回行い、一連の測定結果を平均化して血糖値を測定する(例えば、特許文献1)。   As a non-invasive blood glucose measurement device, a “biological measurement system” using a photoacoustic effect is described. Light of a wavelength absorbed by glucose is irradiated from a biological measurement system onto a part of a living body such as a fingertip, and the irradiated light is collected at a relatively small focal region in the living body, and is generally light. Is absorbed by glucose and converted to kinetic energy in the tissue in the region adjacent to the focal region. Kinetic energy increases the temperature and pressure of the absorbing tissue region and generates sound waves. This sound wave is hereinafter referred to as “photoacoustic wave signal”. The photoacoustic wave signal is emitted from the absorbing tissue region and detected by an acoustic sensor included in the biological measurement system. The acoustic sensor is mounted in contact with the living body surface. The intensity of the photoacoustic wave signal is a function of glucose in the absorbing tissue region, and the intensity measured by the sensor is used to examine the blood glucose level. At this time, in order to minimize the influence of noise in one measurement, the blood glucose level is measured by averaging a series of measurement results (for example, Patent Document 1).

また、光音響効果を用いた別の非侵襲型の血糖測定装置として「非侵襲の生体情報測定方法及び生体情報計測装置」が記載されている。生体に照射された光によって生じる光音響波信号を複数の音響センサによって検出し、検出された複数の信号をそれぞれ増幅した後、必要な信号を選択して血糖値の計測を行う方法である。光音響波信号の発生源と音響センサとの距離が最小となる音響センサを選択することにより検出効率を最大化できる(例えば、特許文献2)。
特表2001−526557号公報 特開2004−147940号公報
Further, “non-invasive biological information measuring method and biological information measuring device” is described as another non-invasive blood glucose measuring device using the photoacoustic effect. In this method, photoacoustic wave signals generated by light irradiated on a living body are detected by a plurality of acoustic sensors, and after a plurality of detected signals are amplified, necessary signals are selected to measure a blood glucose level. The detection efficiency can be maximized by selecting an acoustic sensor that minimizes the distance between the source of the photoacoustic wave signal and the acoustic sensor (for example, Patent Document 2).
Special table 2001-526557 gazette JP 2004-147940 A

しかしながら、上記特許文献1、上記特許文献2に記載された技術では、ノイズの影響や体動の影響を最小限にするために、測定を複数回行い、一連の測定結果を平均化する動作をそれぞれの音響センサに対して行うため、信号増幅やA/D変換用の電気回路も複数備える必要がある。そのため、大きな消費電力を必要とし、ポータブル製品としては不向きであるという課題を有していた。   However, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, in order to minimize the effects of noise and body movement, the measurement is performed a plurality of times and an operation of averaging a series of measurement results is performed. In order to perform each acoustic sensor, it is necessary to provide a plurality of electric circuits for signal amplification and A / D conversion. Therefore, it has a problem that it requires a large amount of power consumption and is not suitable as a portable product.

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、低消費電力を実現することができる非侵襲生体情報測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional problems, and an object of the present invention is to provide a noninvasive living body information measuring apparatus capable of realizing low power consumption.

上記従来の課題を解決するために、本発明にかかる非侵襲生体情報測定装置は、少なくとも一つの光源と、前記光源の点灯タイミングと後述する各手段の起動を制御する制御手段と、生体情報を所定時間測定するNチャンネル(Nは2以上の自然数)の生体情報センサと、前記生体情報センサから得られるNチャンネルの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅されたNチャンネルの増幅信号をA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換されたNチャンネルのデジタルデータを記憶する第一の記憶手段と、前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作をX回(Xは2以上の自然数)繰り返し前記第一の記憶手段に記憶されているデジタルデータを平均化する平均化手段と、前記平均化したデータを解析して後述する特徴量推定手段で使用するMチャンネル(MはN以下の自然数)の平均化データを選択する信号選択手段と、前記選択手段で選択された平均化データより生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段を備えた非侵襲生体情報測定装置において、前記一連の動作をY回(YはXより少ない自然数)繰り返した時点で、前記平均化手段と前記信号選択手段により前記特徴量推定手段で使用するチャンネルをあらかじめ決定し、以降X回までは、前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作を停止する、ことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described conventional problems, a noninvasive living body information measuring apparatus according to the present invention includes at least one light source, a control unit that controls lighting timing of the light source and activation of each unit described below, and biological information. A biological information sensor of N channels (N is a natural number of 2 or more) measured for a predetermined time, amplification means for amplifying an N channel output signal obtained from the biological information sensor, and the amplified N channel amplified signal A A / D conversion means for / D conversion, first storage means for storing the A / D converted N-channel digital data, and turning on the light source and recording the digital data in the first storage means The above-described series of operations are repeated X times (X is a natural number of 2 or more), and the averaging means for averaging the digital data stored in the first storage means, and the averaging Data selection means for selecting averaged data of M channels (M is a natural number equal to or less than N) to be used in a feature amount estimation means to be described later, and biological information from the averaged data selected by the selection means In the non-invasive living body information measuring apparatus provided with the feature quantity estimation means for estimating the feature quantity, when the series of operations is repeated Y times (Y is a natural number less than X), the averaging means and the signal selection means Thus, the channel to be used by the feature quantity estimation means is determined in advance, and the operation after the amplification means for the channel not used by the feature quantity estimation means is stopped until X times thereafter.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークレベルをNチャネル分比較し、振幅ピークレベルが最大となるチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とするものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection means compares the averaged amplitude peak level of the digital data for N channels, and selects an adjacent M channel including a channel having the maximum amplitude peak level. It is characterized by that.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークが発生するサンプリングタイミングをNチャネル分比較し、振幅ピークの発生タイミングが最も早いチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とするものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection means compares N timings of sampling timings at which the amplitude peaks of the averaged digital data are generated, and includes an adjacent channel including a channel having the earliest amplitude peak generation timing. The M channel to be selected is selected.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第一のレジスタを備え、前記第一のレジスタによって前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作回数である前記X回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とするものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection means includes a first writable register, and the light source is turned on by the first register until digital data is recorded in the first storage means. It is possible to change the X number of times of a series of operations from the outside.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第二のレジスタを備え、前記第二のレジスタによって前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作停止タイミングを示す前記Y回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とするものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selecting means includes a writable second register, and the operation stop timing after the amplifying means of the channel not used in the feature amount estimating means by the second register. It is possible to change the Y times indicating the value from the outside.

また、本発明にかかる非侵襲生体情報測定装置は、少なくとも一つの光源と、前記光源の点灯タイミングと後述する各手段の起動を制御する制御手段と、生体情報を所定時間測定するNチャンネル(Nは2以上の自然数)の生体情報センサと、前記生体情報センサから得られるNチャンネルの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅されたNチャンネルの増幅信号をA/D変換するA/D変換手段と、前記A/D変換されたNチャンネルのデジタルデータを記憶する第一の記憶手段と、前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作をX回(Xは2以上の自然数)繰り返し前記第一の記憶手段に記憶されているデジタルデータを平均化する平均化手段と、前記平均化したデータを解析して後述する特徴量推定手段で使用するMチャンネル(MはN以下の自然数)の平均化データを選択する信号選択手段と、前記選択手段で選択された平均化データより生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段を備えた非侵襲生体情報測定装置において、前記一連の動作開始時にはZチャンネル(ZはN未満の自然数)において前記増幅手段以降の動作を行い、前記一連の動作をY回(YはXより少ない自然数)繰り返した時点で、前記平均化手段において入力されたZチャンネルのデータを補間することによりNチャネルのデータを作成し、前記信号選択手段において該Nチャネルのデータにより前記特徴量推定手段で使用するチャンネルをあらかじめ決定し、以降X回までは、前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作を停止することを特徴とするものである。   The noninvasive living body information measuring apparatus according to the present invention includes at least one light source, a control means for controlling lighting timing of the light source and activation of each means described later, and an N channel (N Is a natural number of 2 or more), amplification means for amplifying an N-channel output signal obtained from the biological information sensor, and A / D conversion for A / D conversion of the amplified N-channel amplification signal A first storage means for storing the A / D-converted N-channel digital data, and a series of operations until the light source is turned on and the digital data is recorded in the first storage means X times (X is a natural number of 2 or more) Averaging means for repeatedly averaging digital data stored in the first storage means, and a special feature described later by analyzing the averaged data. Signal selection means for selecting average data of M channels (M is a natural number equal to or less than N) used by the quantity estimation means, and feature quantity estimation for estimating the feature quantity of biological information from the averaged data selected by the selection means In the non-invasive living body information measuring apparatus provided with the means, at the start of the series of operations, the operation after the amplification means is performed in the Z channel (Z is a natural number less than N), and the series of operations is performed Y times (Y is greater than X). (Small natural number) At the time of repetition, N-channel data is created by interpolating the Z-channel data input in the averaging means, and the feature-value estimating means uses the N-channel data in the signal selection means. The channel to be used is determined in advance, and the operation after the amplifying unit of the channel not used by the feature amount estimating unit is performed up to X times thereafter. It is characterized in that stop.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークレベルをNチャネル分比較し、振幅ピークレベルが最大となるチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とするものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection means compares the averaged amplitude peak level of the digital data for N channels, and selects an adjacent M channel including a channel having the maximum amplitude peak level. It is characterized by that.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークが発生するサンプリングタイミングをNチャネル分比較し、振幅ピークの発生タイミングが最も早いチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とするものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection means compares N timings of sampling timings at which the amplitude peaks of the averaged digital data are generated, and includes an adjacent channel including a channel having the earliest amplitude peak generation timing. The M channel to be selected is selected.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第三のレジスタを備え、前記第三のレジスタによって前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作回数である前記X回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とするものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection unit includes a third writable register until the light source is turned on by the third register and digital data is recorded in the first storage unit. It is possible to change the X number of times of a series of operations from the outside.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第四のレジスタを備え、前記第四のレジスタによって前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作停止タイミングを示す前記Y回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とするものである。   Further, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selecting means includes a writable fourth register, and the operation stop timing after the amplifying means of the channel not used by the feature amount estimating means by the fourth register. It is possible to change the Y times indicating the value from the outside.

さらに、非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第五のレジスタを備え、前記第五のレジスタによって全Nチャンネルの中で前記一連の動作開始時に前記増幅手段以降の動作を行うチャンネルを示す前記Zチャンネルを外部から変更することが可能である、ことを特徴とするものである。   Furthermore, in the non-invasive living body information measuring apparatus, the signal selection means includes a fifth writable register, and the fifth register operates after the amplification means at the start of the series of operations in all N channels. It is possible to change the Z channel indicating the channel for performing the operation from the outside.

本発明の非侵襲生体情報測定装置によれば、低消費電力の装置を実現することができる。   According to the noninvasive living body information measuring device of the present invention, a device with low power consumption can be realized.

以下に、本発明の非侵襲生体情報測定装置の実施の形態を、図面とともに詳細に説明する。   Embodiments of the noninvasive living body information measuring apparatus of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施の形態1)
本発明の実施の形態1においては、非侵襲生体情報測定装置は、光音響方式を用いた非侵襲血糖測定装置100を想定している。
(Embodiment 1)
In Embodiment 1 of the present invention, the noninvasive living body information measuring device assumes a noninvasive blood glucose measuring device 100 using a photoacoustic method.

図1は、本発明の実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100を含むシステム構成を示す図である。図1において、100は非侵襲血糖測定装置、111は光、120は生体、130は血管、131は光音響波信号である。(a)は起動信号302、(b)は点灯タイミング301、(c)は光音響波信号131、(d)は終了信号303、(e)は推定血糖値出力タイミングである。繰り返し測定において1回の測定間隔を測定ユニット、血糖値を推定するまでの区間を測定基本サイクルとして測定周期ごとに一連の動作を行う。   FIG. 1 is a diagram showing a system configuration including a non-invasive blood glucose measurement device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 100 is a non-invasive blood glucose measuring device, 111 is light, 120 is a living body, 130 is a blood vessel, and 131 is a photoacoustic wave signal. (A) is an activation signal 302, (b) is a lighting timing 301, (c) is a photoacoustic wave signal 131, (d) is an end signal 303, and (e) is an estimated blood glucose level output timing. In the repeated measurement, a series of operations are performed for each measurement cycle, with one measurement interval as the measurement unit and the interval until the blood sugar level is estimated as the measurement basic cycle.

本実施の形態1の非侵襲血糖測定装置100は、生体120の表面に接するように装着し、光111を入射させる。光111は生体120の内部を伝播し、血管130内の血糖値を推定可能な物質で吸収され光音響波信号131が生成される。血管130内の血糖値を推定可能な物質により生成された光音響波信号131を非侵襲血糖測定装置100が検出し、特徴量(以下、推定血糖値291とする。)を推定する。   The noninvasive blood glucose measurement device 100 according to the first embodiment is attached so as to be in contact with the surface of the living body 120 and makes the light 111 enter. The light 111 propagates through the living body 120 and is absorbed by a substance capable of estimating the blood glucose level in the blood vessel 130 to generate a photoacoustic wave signal 131. The non-invasive blood glucose measuring device 100 detects the photoacoustic wave signal 131 generated from a substance capable of estimating the blood glucose level in the blood vessel 130, and estimates a feature amount (hereinafter referred to as an estimated blood glucose level 291).

図2は、本発明の実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100のブロック構成を示す図である。図2において、100は非侵襲血糖測定装置、210は光源、220は生体情報センサ、230は増幅手段、240はA/D変換手段、250は記憶手段、260は特徴量推定手段、270は平均化手段、280は信号選択手段、290は血糖推定手段、300は制御手段、310は測定周期カウンタ、313はパワーオフレジスタ、314はパワーオンレジスタである。   FIG. 2 is a diagram showing a block configuration of the noninvasive blood glucose measurement device 100 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, 100 is a non-invasive blood glucose measurement device, 210 is a light source, 220 is a biological information sensor, 230 is an amplification means, 240 is an A / D conversion means, 250 is a storage means, 260 is a feature quantity estimation means, and 270 is an average. 280 is a signal selection means, 290 is a blood glucose estimation means, 300 is a control means, 310 is a measurement period counter, 313 is a power-off register, and 314 is a power-on register.

光源210は、少なくとも一つ以上備え、血糖値を推定可能な物質が吸収する波長の光111を放出する。制御手段300は、光源210の繰り返し回数に応じた点灯タイミング301を制御し、さらに増幅手段230とA/D変換手段240に起動信号302を、増幅手段230とA/D変換手段240と特徴量推定手段260に終了信号303を、特徴量推定手段260に信号選択タイミング311と信号選択リセットタイミング312を出力し、各手段の動作を制御する。   The light source 210 includes at least one light source and emits light 111 having a wavelength that is absorbed by a substance capable of estimating a blood glucose level. The control unit 300 controls the lighting timing 301 corresponding to the number of repetitions of the light source 210, and further supplies the activation signal 302 to the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240, and the amplification unit 230, the A / D conversion unit 240, and the feature amount. An end signal 303 is output to the estimation unit 260 and a signal selection timing 311 and a signal selection reset timing 312 are output to the feature amount estimation unit 260 to control the operation of each unit.

生体情報センサ220は、光音響波信号131を圧電信号A221、圧電信号B222、圧電信号C223に変換する。本実施の形態1において、生体情報センサ220で検出するチャンネルはチャンネルA、チャンネルB、チャンネルCの順に配置された3チャンネルとする。   The biological information sensor 220 converts the photoacoustic wave signal 131 into a piezoelectric signal A221, a piezoelectric signal B222, and a piezoelectric signal C223. In the first embodiment, the channels detected by the biological information sensor 220 are three channels arranged in the order of channel A, channel B, and channel C.

増幅手段230は、制御手段300からの起動信号302に基づき、圧電信号A221、圧電信号B222、圧電信号C223をそれぞれ増幅して、増幅信号A231、増幅信号B232、増幅信号C233を生成する。   The amplification unit 230 amplifies the piezoelectric signal A221, the piezoelectric signal B222, and the piezoelectric signal C223 based on the activation signal 302 from the control unit 300, and generates an amplification signal A231, an amplification signal B232, and an amplification signal C233.

A/D変換手段240は、制御手段300からの起動信号302に基づき、増幅信号A231、増幅信号B232、増幅信号C233をそれぞれサンプリングデータA241、サンプリングデータB242、サンプリングデータC243に変換する。   The A / D conversion means 240 converts the amplified signal A231, amplified signal B232, and amplified signal C233 into sampling data A241, sampling data B242, and sampling data C243, respectively, based on the activation signal 302 from the control means 300.

記憶手段250は、サンプリングデータA241とサンプリングデータB242とサンプリングデータC243を記録する領域で、A/D変換手段240によって書き込まれ、特徴量推定手段260によって読み出される。   The storage unit 250 is an area for recording the sampling data A241, the sampling data B242, and the sampling data C243, and is written by the A / D conversion unit 240 and read by the feature amount estimation unit 260.

特徴量推定手段260は、平均化手段270、信号選択手段280、血糖推定手段290から構成され、制御手段300からの終了信号303に基づき、記憶データA251と記憶データB252と記憶データC253を読み出す。   The feature amount estimation unit 260 includes an averaging unit 270, a signal selection unit 280, and a blood glucose estimation unit 290. Based on the end signal 303 from the control unit 300, the feature amount estimation unit 260 reads the storage data A251, the storage data B252, and the storage data C253.

平均化手段270は読み出した記憶データA251と記憶データB252と記憶データC253のそれぞれに対して平均化処理を行い、平均化信号A271、平均化信号B272、平均化信号C273を信号選択手段280に出力する。   The averaging means 270 performs an averaging process on each of the read storage data A251, storage data B252, and storage data C253, and outputs an average signal A271, an average signal B272, and an average signal C273 to the signal selection means 280. To do.

信号選択手段280は平均化信号A271、平均化信号B272、平均化信号C273の中から少なくとも1チャンネル以上の信号を選択し、選択後平均化信号281を血糖推定手段290に、増幅手段230とA/D変換手段240の中の特定チャンネルの動作を制御する選択信号282を増幅手段230とA/D変換手段240に出力する。本実施の形態1では信号選択手段280で選択するチャンネル数を1とする。   The signal selection unit 280 selects at least one channel signal from the averaged signal A271, averaged signal B272, and averaged signal C273, and selects the averaged signal 281 after selection to the blood glucose estimation unit 290 and the amplification unit 230 and A A selection signal 282 for controlling the operation of a specific channel in the / D conversion unit 240 is output to the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240. In the first embodiment, the number of channels selected by the signal selection means 280 is 1.

血糖推定手段290は選択後平均化信号281を用いて推定血糖値291を算出して外部に出力する。   The blood glucose estimation means 290 calculates an estimated blood glucose level 291 using the average signal after selection 281 and outputs it to the outside.

図3は、本発明の実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100の、推定血糖値291を出力するまでの代表的な信号のタイミングチャートである。図3において、(a)は起動信号302、(b)は信号選択タイミング311、(c)は推定血糖値出力タイミング、(d)は信号選択リセットタイミング、(e)は選択信号282、(f)はチャンネルAの増幅手段及びA/D変換手段の動作、(g)はチャンネルBの増幅手段及びA/D変換手段の動作、(h)はチャンネルCの増幅手段及びA/D変換手段の動作を模式的に示したものである。   FIG. 3 is a timing chart of typical signals until the estimated blood sugar level 291 is output by the noninvasive blood sugar measuring device 100 according to the first embodiment of the present invention. 3, (a) is an activation signal 302, (b) is a signal selection timing 311, (c) is an estimated blood sugar level output timing, (d) is a signal selection reset timing, (e) is a selection signal 282, (f ) Is the operation of channel A amplification means and A / D conversion means, (g) is the operation of channel B amplification means and A / D conversion means, and (h) is the operation of channel C amplification means and A / D conversion means. The operation is schematically shown.

図3(e)の選択信号282は0から7の範囲で変化する信号であり、チャンネルA、チャンネルB、チャンネルCのうちどのチャンネルの動作を行うかを示す信号である。選択信号282と各チャンネルの動作を(選択信号282、チャンネルAの動作、チャンネルBの動作、チャンネルCの動作)の形式で示すと、(0、OFF、OFF、OFF)、(1、OFF、OFF、ON)、(2、OFF、ON、OFF)、(3、OFF、ON、ON)、(4、ON、OFF、OFF)、(5、ON、OFF、ON)、(6、ON、ON、OFF)、(7、ON、ON、ON)となる。   The selection signal 282 in FIG. 3E is a signal that changes in the range from 0 to 7, and is a signal that indicates which of the channels A, B, and C is to be operated. When the selection signal 282 and the operation of each channel are shown in the form of (selection signal 282, operation of channel A, operation of channel B, operation of channel C), (0, OFF, OFF, OFF), (1, OFF, OFF, ON), (2, OFF, ON, OFF), (3, OFF, ON, ON), (4, ON, OFF, OFF), (5, ON, OFF, ON), (6, ON, ON, OFF), (7, ON, ON, ON).

以下、図1、図2、図3を用いて、本実施の形態1の非侵襲血糖測定装置100の、血糖値の推定を行う場合の動作を説明する。   Hereinafter, the operation when the blood glucose level is estimated by the noninvasive blood glucose measurement device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.

本実施の形態1において、測定ユニットは0.1秒、繰り返し回数は50回、測定基本サイクルは5.0秒、測定周期は3分とする。ここで、外部より書き込み可能なレジスタの初期値として、パワーオフレジスタ313に0.9(秒)、パワーオンレジスタ314に170(秒)を設定する。なお、本実施の形態1においては、パワーオフレジスタ313、パワーオンレジスタ314の設定値として時間で設定したが、測定ユニットの回数で設定してもよく、同等の設定が可能であることは明らかである。   In the first embodiment, the measurement unit is 0.1 second, the number of repetitions is 50, the measurement basic cycle is 5.0 seconds, and the measurement cycle is 3 minutes. Here, 0.9 (seconds) is set in the power-off register 313 and 170 (seconds) is set in the power-on register 314 as initial values of registers that can be written from the outside. In the first embodiment, the setting values of the power-off register 313 and the power-on register 314 are set by time. However, it may be set by the number of times of the measurement unit, and it is obvious that the same setting is possible. It is.

まず、本実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100を、図1に示すように患者の腕などの生体120の表面に装着する。その後、患者が本非侵襲血糖測定装置100に設けられた血糖値測定開始スイッチ(図示せず)を起動すると、制御手段300が増幅手段230とA/D変換手段240に起動信号302を出力し、増幅手段230とA/D変換手段240が安定動作に入るタイミングで光源210の点灯タイミング301を制御し、光源210を点灯する。   First, the noninvasive blood glucose measurement device 100 according to the first embodiment is mounted on the surface of a living body 120 such as a patient's arm as shown in FIG. Thereafter, when the patient activates a blood glucose level measurement start switch (not shown) provided in the non-invasive blood glucose measurement device 100, the control unit 300 outputs an activation signal 302 to the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240. The lighting timing 301 of the light source 210 is controlled at the timing when the amplification means 230 and the A / D conversion means 240 enter a stable operation, and the light source 210 is turned on.

光源210からの光111は生体120内を伝播し、血管130内の血糖値を推定可能な物質で吸収され光音響波信号131が生成される。   Light 111 from the light source 210 propagates through the living body 120 and is absorbed by a substance capable of estimating the blood glucose level in the blood vessel 130 to generate a photoacoustic wave signal 131.

生体情報センサ220は、光音響波信号131を検出し、チャンネルAで検出した結果を圧電信号A221、チャンネルBで検出した結果を圧電信号B222、チャンネルCで検出した結果を圧電信号C223に変換する。   The biological information sensor 220 detects the photoacoustic wave signal 131, and converts the result detected in the channel A into the piezoelectric signal A221, the result detected in the channel B as the piezoelectric signal B222, and the result detected in the channel C into the piezoelectric signal C223. .

増幅手段230は生体情報センサ220によって変換された圧電信号A221と圧電信号B222と圧電信号C223をあらかじめ設定されているゲインで増幅し、チャンネルAの増幅結果を増幅信号A231、チャンネルBの増幅結果を増幅信号B232、チャンネルCの増幅結果を増幅信号C233としてA/D変換手段240に出力する。ここで増幅手段230に起動信号302と終了信号303が入力されているのは、光音響波信号131の発生するタイミングでのみ増幅手段230の構成要素であるオペアンプ等の素子の動作をイネーブルにするためのものであり、増幅手段230の低消費電力化を図る目的のものである。従って、これらの信号が入力されていなくても、同等の動作をすることは可能である。   The amplification means 230 amplifies the piezoelectric signal A221, the piezoelectric signal B222, and the piezoelectric signal C223 converted by the biological information sensor 220 with a preset gain, and the amplification result of the channel A is the amplification signal A231 and the amplification result of the channel B is obtained. The amplified signal B232 and the amplified result of channel C are output to the A / D conversion means 240 as an amplified signal C233. Here, the activation signal 302 and the end signal 303 are input to the amplification unit 230 to enable the operation of an element such as an operational amplifier that is a component of the amplification unit 230 only at the timing when the photoacoustic wave signal 131 is generated. This is for the purpose of reducing the power consumption of the amplifying means 230. Therefore, even if these signals are not input, it is possible to perform the same operation.

A/D変換手段240は、制御手段300からの起動信号302を受け取り、増幅手段230から出力された増幅信号A231と増幅信号B232と増幅信号C233を特定の間隔でアナログデジタル変換し、チャンネルAにおけるサンプリングデータA241とチャンネルBにおけるサンプリングデータB242とチャンネルCにおけるサンプリングデータC243を記憶手段250に書き込む。   The A / D conversion unit 240 receives the activation signal 302 from the control unit 300, performs analog-to-digital conversion on the amplified signal A231, the amplified signal B232, and the amplified signal C233 output from the amplifying unit 230 at specific intervals. Sampling data A 241, sampling data B 242 in channel B, and sampling data C 243 in channel C are written into storage means 250.

ここでA/D変換手段240に終了信号303が入力されているのは、光音響波信号131の発生しているタイミングでのみA/D変換手段240の構成要素であるA/Dコンバータ等の素子の動作をイネーブルにするためのものであり、A/D変換手段240の低消費電力化を図る目的のものである。従って、この信号が入力されていなくても同等の動作をすることは可能である。   Here, the end signal 303 is input to the A / D conversion means 240 only when the photoacoustic wave signal 131 is generated, such as an A / D converter that is a component of the A / D conversion means 240. This is for enabling the operation of the element, and for the purpose of reducing the power consumption of the A / D conversion means 240. Therefore, even if this signal is not input, it is possible to perform the same operation.

以下、上記制御手段300が起動信号302を出力してサンプリングデータA241とサンプリングデータB242とサンプリングデータC243を記憶手段250に書き込むまでの一連の動作をデータ取得期間と呼ぶ。   Hereinafter, a series of operations until the control unit 300 outputs the activation signal 302 and writes the sampling data A241, the sampling data B242, and the sampling data C243 in the storage unit 250 is referred to as a data acquisition period.

特徴量推定手段260は、制御手段300からの終了信号303を受け取り、記憶手段250に記録されている記憶データA251と記憶データB252と記憶データC253を読み出し、平均化手段270において平均化処理を行い、チャンネルAにおける平均化結果を平均化信号A271、チャンネルBにおける平均化結果を平均化信号B272、チャンネルCにおける平均化結果を平均化信号C273として信号選択手段280に出力する。   The feature amount estimation unit 260 receives the end signal 303 from the control unit 300, reads the storage data A251, storage data B252, and storage data C253 recorded in the storage unit 250, and performs an averaging process in the averaging unit 270. The averaged result in channel A is output to the signal selection means 280 as the averaged signal A271, the averaged result in channel B as the averaged signal B272, and the averaged result in channel C as the averaged signal C273.

信号選択手段280は、平均化動作の途中で発生する制御手段300からの信号選択タイミング311が示すタイミングにおいて、増幅手段230とA/D変換手段240における各チャンネルの動作ON、OFFを個別に制御する選択信号282を出力し、繰り返し回数分の測定が終了すると平均化信号A271と平均化信号B272と平均化信号C273の中から選択信号282が示すチャンネルの平均化信号である選択後平均化信号281を血糖推定手段290に出力する。   The signal selection means 280 individually controls the operation ON / OFF of each channel in the amplification means 230 and the A / D conversion means 240 at the timing indicated by the signal selection timing 311 from the control means 300 that occurs during the averaging operation. When the selection signal 282 is output and the measurement for the number of repetitions is completed, the averaged signal after selection which is an averaged signal of the channel indicated by the selection signal 282 among the averaged signal A271, the averaged signal B272, and the averaged signal C273. 281 is output to the blood glucose estimation means 290.

血糖推定手段290は選択後平均化信号281を基に血糖値の推定を行い、推定血糖値出力タイミングで推定血糖値291を外部に出力する。   The blood glucose estimation means 290 estimates the blood glucose level based on the averaged signal 281 after selection, and outputs the estimated blood glucose level 291 to the outside at the estimated blood glucose level output timing.

以下、図3を用いて、本実施の形態1の非侵襲血糖測定装置100における、時間経過に応じた特徴量推定手段260の詳細な動作の説明を行う。   Hereinafter, with reference to FIG. 3, the detailed operation of the feature amount estimation unit 260 according to the passage of time in the non-invasive blood sugar measurement device 100 of the first embodiment will be described.

時間0秒において、制御手段300が増幅手段230とA/D変換手段240に1回目の起動信号302を出力する。このとき、選択信号282は7を示しているため、1回目の起動信号302によるデータ取得期間で、増幅手段230とA/D変換手段240の全チャンネルが動作し、記憶手段250にサンプリングデータA241とサンプリングデータB242とサンプリングデータC243が記録される。1回目の終了信号303が出力されると、特徴量推定手段260は1回目の起動信号302に対応した記憶データA251と記憶データB252と記憶データC253を読み出す。   At time 0 second, the control unit 300 outputs the first activation signal 302 to the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240. At this time, since the selection signal 282 indicates 7, all channels of the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240 operate in the data acquisition period by the first activation signal 302, and the sampling data A241 is stored in the storage unit 250. Sampling data B242 and sampling data C243 are recorded. When the first end signal 303 is output, the feature amount estimation unit 260 reads the storage data A251, storage data B252, and storage data C253 corresponding to the first activation signal 302.

このとき制御手段300内の測定周期カウンタ310は動作クロックによる時間測定を開始し、測定時間がパワーオフレジスタ313の示す時間0.9秒と異なるために信号選択タイミング311を出力せず、また測定時間がパワーオンレジスタ314の示す時間170秒とも異なるために信号選択リセットタイミング312も出力しない。   At this time, the measurement cycle counter 310 in the control means 300 starts time measurement based on the operation clock, and does not output the signal selection timing 311 because the measurement time is different from the time 0.9 seconds indicated by the power-off register 313. Since the time is different from the time 170 seconds indicated by the power-on register 314, the signal selection reset timing 312 is not output.

時間0.1秒において、2回目の起動信号302によるデータ取得期間で、増幅手段230とA/D変換手段240の全チャンネルが動作し、データ取得期間終了後、終了信号303が出力されると、特徴量推定手段260は、時間0秒と同様に、記憶データA251と記憶データB252と記憶データC253を読み出す。   At a time of 0.1 seconds, all channels of the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240 operate in the data acquisition period by the second activation signal 302, and when the end signal 303 is output after the data acquisition period ends. The feature amount estimation unit 260 reads the storage data A251, the storage data B252, and the storage data C253 similarly to the time 0 seconds.

時間0.2秒以降時間0.8秒までの間、測定ユニットである時間0.1秒毎に時間0秒と同様の動作を行う。   During the time from 0.2 seconds to 0.8 seconds, the same operation as the time 0 seconds is performed every 0.1 seconds as the measurement unit.

時間0.9秒において、制御手段300が増幅手段230とA/D変換手段240に10回目の起動信号302を出力する。このとき、選択信号282は7を示しているため、10回目の起動信号302によるデータ取得期間で、増幅手段230とA/D変換手段240の全チャンネルが動作し、記憶手段250にサンプリングデータA241とサンプリングデータB242とサンプリングデータC243が記録される。10回目の終了信号303が出力されると、特徴量推定手段260は10回目の起動信号302に対応した記憶データA251と記憶データB252と記憶データC253を読み出す。   At time 0.9 seconds, the control means 300 outputs the 10th activation signal 302 to the amplification means 230 and the A / D conversion means 240. At this time, since the selection signal 282 indicates 7, all channels of the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240 operate in the data acquisition period by the 10th activation signal 302, and the sampling data A 241 is stored in the storage unit 250. Sampling data B242 and sampling data C243 are recorded. When the tenth end signal 303 is output, the feature amount estimation unit 260 reads the storage data A251, storage data B252, and storage data C253 corresponding to the tenth activation signal 302.

このとき制御手段300内の測定周期カウンタ310による測定時間がパワーオフレジスタ313の示す時間0.9秒と等しいため信号選択タイミング311を出力する。   At this time, since the measurement time by the measurement cycle counter 310 in the control means 300 is equal to the time 0.9 seconds indicated by the power-off register 313, the signal selection timing 311 is output.

信号選択リセットタイミング312は測定時間がパワーオンレジスタ314の示す時間170秒と異なるために出力しない。   The signal selection reset timing 312 is not output because the measurement time is different from the time 170 seconds indicated by the power-on register 314.

信号選択タイミング311が出力されると、平均化手段270においてチャンネルA、チャンネルB、チャンネルCそれぞれについて記憶手段250から読み出された10回分のデータに対する平均化処理を行い、平均化結果を信号選択手段280に出力する。   When the signal selection timing 311 is output, the averaging means 270 performs an averaging process on the data for 10 times read from the storage means 250 for each of the channel A, channel B, and channel C, and selects the averaged result as a signal. Output to means 280.

信号選択手段280では平均化信号A271、平均化信号B272、平均化信号C273について、血管130において発生した光音響波信号131の変動量に相当する振幅レベルをそれぞれ検出し、最も絶対値の大きい振幅レベルを有するチャンネルを選択する。本実施の形態1ではチャンネルBが選択されたとし、選択信号282が2に変化する。このとき、血糖値の推定はまだ行わないため、選択後平均化信号281には何も出力しない。   The signal selection means 280 detects the amplitude level corresponding to the fluctuation amount of the photoacoustic wave signal 131 generated in the blood vessel 130 for the averaged signal A271, averaged signal B272, and averaged signal C273, and the amplitude with the largest absolute value is detected. Select a channel with a level. In the first embodiment, assuming that channel B is selected, the selection signal 282 changes to 2. At this time, since the blood sugar level is not estimated yet, nothing is output to the average signal 281 after selection.

時間1.0秒において、制御手段300が増幅手段230とA/D変換手段240に11回目の起動信号302を出力する。このとき、選択信号282は2を示しているため、11回目の起動信号302によるデータ取得期間で、増幅手段230とA/D変換手段240のうち、チャンネルAとチャンネルCは動作を停止し、記憶手段250にサンプリングデータB242が記録される。11回目の終了信号303が出力されると、特徴量推定手段260は11回目の起動信号302に対応した記憶データB252を読み出す。   At time 1.0 seconds, the control means 300 outputs the 11th activation signal 302 to the amplification means 230 and the A / D conversion means 240. At this time, since the selection signal 282 indicates 2, in the data acquisition period by the 11th activation signal 302, the channel A and the channel C of the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240 stop operating, Sampling data B242 is recorded in the storage means 250. When the eleventh end signal 303 is output, the feature amount estimation unit 260 reads the storage data B252 corresponding to the eleventh start signal 302.

このとき制御手段300内の測定周期カウンタ310による測定時間がパワーオフレジスタ313の示す時間0.9秒と異なるため信号選択タイミング311は出力せず、信号選択リセットタイミング312も測定時間がパワーオンレジスタ314の示す時間170秒と異なるために出力しない。   At this time, since the measurement time by the measurement cycle counter 310 in the control means 300 is different from the time 0.9 seconds indicated by the power-off register 313, the signal selection timing 311 is not output, and the signal selection reset timing 312 is also measured by the power-on register. Since it is different from the time 170 seconds indicated by 314, it is not output.

時間1.1秒以降時間4.9秒までの間、測定ユニットである時間0.1秒毎に時間1.0秒と同様の動作を行う。   From time 1.1 seconds to time 4.9 seconds, the same operation as time 1.0 seconds is performed every time measurement unit 0.1 seconds.

時間5.0秒において、推定血糖値出力タイミング(c)が出力され、平均化手段270は、記憶手段250が出力したチャンネルBにおける50個の記憶データB252を平均化し、平均化信号B272として信号選択手段280に出力する。信号選択手段280は平均化信号B272を選択後平均化信号281として血糖推定手段290に出力し、血糖推定手段290は、選択後平均化信号281を解析して、血糖値を推定し、推定血糖値291を出力する。   At time 5.0 seconds, the estimated blood sugar level output timing (c) is output, and the averaging means 270 averages the 50 stored data B252 in the channel B output by the storage means 250 and outputs a signal as an average signal B272. Output to the selection means 280. The signal selection unit 280 outputs the averaged signal B272 as the selected averaged signal 281 to the blood glucose estimation unit 290, and the blood glucose estimation unit 290 analyzes the post-selection averaged signal 281 to estimate the blood glucose level, and the estimated blood glucose level The value 291 is output.

時間5.1秒から時間169.9秒までの間、制御手段300は起動信号302を出力せず、測定周期カウンタ310による時間測定のみを行う。   During the period from time 5.1 seconds to time 169.9 seconds, the control means 300 does not output the activation signal 302 and performs only time measurement by the measurement cycle counter 310.

時間170秒において、測定周期カウンタ310による測定時間がパワーオフレジスタ313の示す時間0.9秒と異なるために信号選択タイミング311は出力しないが、測定時間がパワーオンレジスタ314の示す時間170秒と等しいために信号選択リセットタイミング312を出力する。   At time 170 seconds, the measurement time by the measurement cycle counter 310 is different from the time 0.9 seconds indicated by the power-off register 313, so the signal selection timing 311 is not output, but the measurement time is 170 seconds indicated by the power-on register 314. Since they are equal, a signal selection reset timing 312 is output.

信号選択リセットタイミング312が出力されると信号選択手段280において選択信号282を7にリセットする。   When the signal selection reset timing 312 is output, the signal selection means 280 resets the selection signal 282 to 7.

なお、本実施の形態1においては、生体情報センサ220で検出するチャンネル数を3、血糖推定手段290で使用するチャンネル数を1として説明したが、これらのチャンネル数は任意の数に設定可能である。   In the first embodiment, the number of channels detected by the biological information sensor 220 is 3 and the number of channels used by the blood glucose estimation means 290 is 1. However, the number of channels can be set to an arbitrary number. is there.

また、本実施の形態1において、信号選択手段280における選択方法は、各チャンネルそれぞれに対する平均化信号の振幅レベル絶対値を検出し、その中で最も大きい振幅レベル絶対値を有するチャンネルが血管130に最も近いチャンネルであるとして選択を行っているが、振幅情報ではなく時間情報を用いて選択を行っても良い。この場合、各チャンネルそれぞれに対する平均化信号の中から光111の照射タイミングと血管130において発生した光音響波信号131のピーク発生タイミングの時間差を検出し、その中で最も早く血管130において発生した光音響波信号131のピークが発生したチャンネルを血管130に最も近いチャンネルであるとして選択を行っても良い。   Further, in the first embodiment, the selection method in the signal selection means 280 detects the amplitude level absolute value of the average signal for each channel, and the channel having the largest amplitude level absolute value in the blood vessel 130 is detected. The selection is performed with the closest channel, but the selection may be performed using time information instead of amplitude information. In this case, the time difference between the irradiation timing of the light 111 and the peak generation timing of the photoacoustic wave signal 131 generated in the blood vessel 130 is detected from the averaged signals for each channel, and the light generated in the blood vessel 130 earliest among them. The channel in which the peak of the acoustic wave signal 131 occurs may be selected as the channel closest to the blood vessel 130.

また、本実施の形態1においては、パワーオフレジスタ313に0.9(秒)、パワーオンレジスタ314に170(秒)を設定したが、これらの設定時間は外部から自由に変更することが可能である。   In the first embodiment, 0.9 (seconds) is set in the power-off register 313 and 170 (seconds) is set in the power-on register 314. These set times can be freely changed from the outside. It is.

このとき、パワーオフレジスタ313の設定時間は、血管130に最も近い位置に設置されているチャンネルを選択するのに十分な光音響波信号131の信号品質が得られる回数以上かつ、測定基本サイクル以下にすればよい。   At this time, the set time of the power-off register 313 is equal to or greater than the number of times that the signal quality of the photoacoustic wave signal 131 sufficient to select the channel installed at the position closest to the blood vessel 130 is obtained and equal to or less than the measurement basic cycle. You can do it.

また、パワーオンレジスタ314の設定時間は、推定血糖値出力タイミング以降で、かつ、増幅手段230及びA/D変換手段240の中で動作を停止していたチャンネルが次の測定周期までに安定して動作するまでの時間を考慮して設定すればよい。   Further, the set time of the power-on register 314 is stable after the estimated blood glucose level output timing and the channel whose operation is stopped in the amplifying unit 230 and the A / D converting unit 240 is stabilized by the next measurement cycle. It may be set in consideration of the time until operation.

また、本実施の形態1の信号選択手段280において、次のような動作を行ってもよい。   Further, the following operation may be performed in the signal selection means 280 of the first embodiment.

生体情報センサ220で検出するチャンネルをチャンネルA、チャンネルB、チャンネルC、チャンネルD、チャンネルE、チャンネルF、チャンネルG、チャンネルH、チャンネルIの順に配置された9チャンネル、血糖推定手段290で使用するチャンネル数を1とする。   Channels detected by the biological information sensor 220 are used in the blood glucose estimation means 290, which is arranged in the order of channel A, channel B, channel C, channel D, channel E, channel F, channel G, channel H, and channel I. The number of channels is 1.

ここで、測定周期開始時に9チャンネル全ての増幅手段230及びA/D変換手段240の動作を行うのではなく、例えばチャンネルA、チャンネルC、チャンネルE、チャンネルG、チャンネルIの5チャンネルについて動作を行う。   Here, the operation of the amplification means 230 and the A / D conversion means 240 for all nine channels is not performed at the start of the measurement cycle, but for example, the operation is performed for five channels of channel A, channel C, channel E, channel G, and channel I. Do.

そして信号選択タイミング311が出力されたタイミングにおいて、平均化手段270においてチャンネルA、チャンネルC、チャンネルE、チャンネルG、チャンネルIそれぞれについて記憶手段250から読み出されたデータに対する平均化処理を行い、平均化結果を信号選択手段280に出力する。   Then, at the timing when the signal selection timing 311 is output, the averaging means 270 performs an averaging process on the data read from the storage means 250 for each of the channel A, channel C, channel E, channel G, and channel I. The result is output to the signal selection means 280.

信号選択手段280では入力された5つの平均化信号を補間することによりチャンネルB、チャンネルD、チャンネルF、チャンネルHにおける補間平均化信号を作成した後、全9チャンネルの中から上述した選択方法にて血糖推定手段290で使用するチャンネルを選択する。例えばこのときチャンネルDが選択されたとする。   The signal selection means 280 interpolates the five averaged signals that have been input to create interpolation averaged signals for channel B, channel D, channel F, and channel H, and then uses the above-mentioned selection method from among all nine channels. The channel used by the blood glucose estimation means 290 is selected. For example, assume that channel D is selected at this time.

その後信号選択リセットタイミング312が出力されるまでの間、増幅手段230及びA/D変換手段240の中でチャンネルDを除く8チャンネルの動作を停止する。   Thereafter, until the signal selection reset timing 312 is output, the operations of the eight channels except the channel D in the amplification unit 230 and the A / D conversion unit 240 are stopped.

推定血糖値出力タイミング(c)が出力されると、平均化手段270は、チャンネルDにおいて測定基本サイクル開始から信号選択タイミング311が出力されるまでの測定に対する補間信号と、信号選択タイミング311が出力されてから測定基本サイクルが終了するまでの間に得られたデータから選択後平均化信号281を作成し、血糖推定手段290から推定血糖値291を出力する。   When the estimated blood sugar level output timing (c) is output, the averaging means 270 outputs the interpolation signal for the measurement from the start of the measurement basic cycle to the output of the signal selection timing 311 and the signal selection timing 311 in the channel D. The averaged signal 281 after selection is created from the data obtained during the period from the start to the end of the measurement basic cycle, and the estimated blood sugar level 291 is output from the blood sugar estimating means 290.

また、選択後平均化信号281を作成する際に、補間された平均化データを用いず、信号選択タイミング311が出力されてから測定基本サイクルが終了するまでの間に得られたデータを用いて選択後平均化信号281を作成しても良い。   Further, when the average signal after selection 281 is generated, the interpolated average data is not used, but the data obtained between the output of the signal selection timing 311 and the end of the measurement basic cycle is used. An average signal 281 after selection may be created.

また、本実施の形態1では、光音響方式を用いた非侵襲血糖測定装置で説明したが、信号選択手段280における信号選択方法が振幅レベルの大きさによる比較であれば光音響方式の他の生体情報測定装置、あるいは、ラマン分光検査法やOCT(光干渉断層法)、旋光角、光の吸収や透過を用いた他の非侵襲生体情報測定装置にも適用が可能である。   In the first embodiment, the non-invasive blood glucose measurement device using the photoacoustic method has been described. However, if the signal selection method in the signal selection unit 280 is a comparison based on the magnitude of the amplitude level, other photoacoustic methods can be used. The present invention can also be applied to biological information measuring devices, or other noninvasive biological information measuring devices using Raman spectroscopy, OCT (optical coherence tomography), optical rotation angle, light absorption and transmission.

以上のように、本発明の実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100においては、測定ユニットの一連の動作をX回行う測定基本サイクルにおいて、Y回(YはXより少ない自然数)繰り返した時点で、平均化手段270と信号選択手段280により血糖値を推定するために使用するチャンネルをあらかじめ決定し、以降X回までは特徴量推定手段260で使用しないチャンネルの増幅手段230以降の動作を停止することにより、低消費電力の装置を実現することができる。   As described above, in the noninvasive blood glucose measurement device 100 according to Embodiment 1 of the present invention, when the measurement basic cycle in which a series of operations of the measurement unit is performed X times is repeated Y times (Y is a natural number less than X). Thus, the channel to be used for estimating the blood glucose level is determined in advance by the averaging means 270 and the signal selection means 280, and the operation after the amplification means 230 of the channel not used by the feature amount estimation means 260 is stopped until X times thereafter. By doing so, a device with low power consumption can be realized.

本発明にかかる非侵襲生体情報測定装置は、複数チャンネルを有し、複数回の測定結果をそれぞれ平均化してから生体情報を測定する場合において、平均化の途中で生体情報を測定するためのチャンネルをあらかじめ決定し、以降平均化が終了するまでの間、生体情報を測定するために使用しないチャンネルにおける増幅手段以降の動作を停止することによって低消費電力の装置を実現することが可能となり、ポータブル機器の連続測定時間を向上することに有用である。   The noninvasive living body information measuring device concerning the present invention has a plurality of channels, and when measuring living body information after averaging a plurality of measurement results, a channel for measuring living body information in the middle of averaging It is possible to realize a low power consumption device by stopping the operation after the amplification means in the channel that is not used for measuring biological information until the averaging is completed. This is useful for improving the continuous measurement time of the instrument.

本発明の実施の形態1におけるシステム構成を示す図The figure which shows the system configuration | structure in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100のブロック構成を示す図The figure which shows the block configuration of the noninvasive blood glucose measuring device 100 by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1による非侵襲血糖測定装置100の動作を示すタイミングチャートTiming chart showing the operation of the non-invasive blood glucose measurement device 100 according to the first embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

100 非侵襲血糖測定装置
111 光
120 生体
130 血管
131 光音響波信号
210 光源
220 生体情報センサ
221 圧電信号A
222 圧電信号B
223 圧電信号C
230 増幅手段
231 増幅信号A
232 増幅信号B
233 増幅信号C
240 A/D変換手段
241 サンプリングデータA
242 サンプリングデータB
243 サンプリングデータC
250 記憶手段
251 記憶データA
252 記憶データB
253 記憶データC
260 特徴量推定手段
270 平均化手段
271 平均化信号A
272 平均化信号B
273 平均化信号C
280 信号選択手段
281 選択後平均化信号
282 選択信号
290 血糖推定手段
291 推定血糖値
300 制御手段
301 点灯タイミング
302 起動信号
303 終了信号
310 測定周期カウンタ
311 信号選択タイミング
312 信号選択リセットタイミング
313 パワーオフレジスタ
314 パワーオンレジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Noninvasive blood glucose measuring device 111 Light 120 Living body 130 Blood vessel 131 Photoacoustic wave signal 210 Light source 220 Biological information sensor 221 Piezoelectric signal A
222 Piezoelectric signal B
223 Piezoelectric signal C
230 Amplifying means 231 Amplified signal A
232 Amplified signal B
233 Amplified signal C
240 A / D conversion means 241 Sampling data A
242 Sampling data B
243 Sampling data C
250 storage means 251 stored data A
252 Stored data B
253 Stored data C
260 feature quantity estimation means 270 averaging means 271 average signal A
272 Averaged signal B
273 Averaged signal C
280 Signal selection means 281 Average signal after selection 282 Selection signal 290 Blood glucose estimation means 291 Estimated blood sugar level 300 Control means 301 Lighting timing 302 Start signal 303 End signal 310 Measurement period counter 311 Signal selection timing 312 Signal selection reset timing 313 Power-off register 314 Power-on register

Claims (11)

少なくとも一つの光源と、
前記光源の点灯タイミングと後述する各手段の起動を制御する制御手段と、
生体情報を所定時間測定するNチャンネル(Nは2以上の自然数)の生体情報センサと、
前記生体情報センサから得られるNチャンネルの出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅されたNチャンネルの増幅信号をA/D変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換されたNチャンネルのデジタルデータを記憶する第一の記憶手段と、
前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作をX回(Xは2以上の自然数)繰り返し
前記第一の記憶手段に記憶されているデジタルデータを平均化する平均化手段と、
前記平均化したデータを解析して後述する特徴量推定手段で使用するMチャンネル(MはN以下の自然数)の平均化データを選択する信号選択手段と、
前記選択手段で選択された平均化データより生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段を備えた非侵襲生体情報測定装置において、
前記一連の動作をY回(YはXより少ない自然数)繰り返した時点で、前記平均化手段と前記信号選択手段により前記特徴量推定手段で使用するチャンネルをあらかじめ決定し、以降X回までは、前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作を停止することを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
At least one light source;
Control means for controlling lighting timing of the light source and activation of each means described later;
A biological information sensor of N channels (N is a natural number of 2 or more) for measuring biological information for a predetermined time;
Amplifying means for amplifying the N channel output signal obtained from the biological information sensor;
A / D conversion means for A / D converting the amplified N-channel amplified signal;
First storage means for storing the A / D converted N-channel digital data;
A series of operations until the light source is turned on and digital data is recorded in the first storage means is repeated X times (X is a natural number of 2 or more). The digital data stored in the first storage means is averaged. Averaging means to
Signal selection means for analyzing the averaged data and selecting averaged data of M channels (M is a natural number equal to or less than N) used in a feature amount estimation means described later;
In the noninvasive living body information measuring apparatus provided with the feature amount estimating means for estimating the feature amount of the biological information from the averaged data selected by the selecting means,
When the series of operations is repeated Y times (Y is a natural number less than X), a channel to be used in the feature amount estimation unit is determined in advance by the averaging unit and the signal selection unit. A noninvasive living body information measuring device which stops operation after the amplification means of a channel which is not used by the feature amount estimation means.
請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークレベルをNチャネル分比較し、振幅ピークレベルが最大となるチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。 2. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal selecting means compares the amplitude peak levels of the averaged digital data for N channels and includes an adjacent channel including a channel having the maximum amplitude peak level. A non-invasive living body information measuring device characterized by selecting an M channel. 請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークが発生するサンプリングタイミングをNチャネル分比較し、振幅ピークの発生タイミングが最も早いチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。 2. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal selecting means compares sampling timings at which amplitude peaks of the averaged digital data are generated for N channels, and the channel having the earliest amplitude peak generation timing. A non-invasive living body information measuring device characterized by selecting adjacent M channels including 請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第一のレジスタを備え、前記第一のレジスタによって前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作回数である前記X回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。 2. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal selecting means includes a writable first register, and the light source is turned on by the first register so that digital data is stored in the first storage means. The noninvasive living body information measuring device characterized in that it is possible to change the X times, which is the number of times of a series of operations until it is recorded in, from the outside. 請求項1に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第二のレジスタを備え、前記第二のレジスタによって前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作停止タイミングを示す前記Y回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。 2. The non-invasive living body information measuring apparatus according to claim 1, wherein the signal selection means includes a writable second register, and the amplification means for channels that are not used by the feature quantity estimation means by the second register. The non-invasive living body information measuring device characterized in that it is possible to change the Y times indicating the operation stop timing from the outside. 少なくとも一つの光源と、前記光源の点灯タイミングと後述する各手段の起動を制御する制御手段と、
生体情報を所定時間測定するNチャンネル(Nは2以上の自然数)の生体情報センサと、
前記生体情報センサから得られるNチャンネルの出力信号を増幅する増幅手段と、前記増幅されたNチャンネルの増幅信号をA/D変換するA/D変換手段と、
前記A/D変換されたNチャンネルのデジタルデータを記憶する第一の記憶手段と、
前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作をX回(Xは2以上の自然数)繰り返し前記第一の記憶手段に記憶されているデジタルデータを平均化する平均化手段と、
前記平均化したデータを解析して後述する特徴量推定手段で使用するMチャンネル(MはN以下の自然数)の平均化データを選択する信号選択手段と、
前記選択手段で選択された平均化データより生体情報の特徴量を推定する特徴量推定手段を備えた非侵襲生体情報測定装置において、
前記一連の動作開始時にはZチャンネル(ZはN未満の自然数)において前記増幅手段以降の動作を行い、前記一連の動作をY回(YはXより少ない自然数)繰り返した時点で、前記平均化手段において入力されたZチャンネルのデータを補間することによりNチャネルのデータを作成し、前記信号選択手段において該Nチャネルのデータにより前記特徴量推定手段で使用するチャンネルをあらかじめ決定し、以降X回までは、前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作を停止することを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
At least one light source, a control means for controlling the lighting timing of the light source and activation of each means described below,
A biological information sensor of N channels (N is a natural number of 2 or more) for measuring biological information for a predetermined time;
Amplifying means for amplifying the N channel output signal obtained from the biological information sensor; and A / D converting means for A / D converting the amplified N channel amplified signal;
First storage means for storing the A / D converted N-channel digital data;
A series of operations until the light source is turned on and digital data is recorded in the first storage means is repeated X times (X is a natural number of 2 or more). The digital data stored in the first storage means is averaged. Averaging means to
Signal selection means for analyzing the averaged data and selecting averaged data of M channels (M is a natural number equal to or less than N) used in a feature amount estimation means described later;
In the noninvasive living body information measuring apparatus provided with the feature amount estimating means for estimating the feature amount of the biological information from the averaged data selected by the selecting means,
At the start of the series of operations, the operation after the amplification means is performed in the Z channel (Z is a natural number less than N), and the averaging means is performed when the series of operations is repeated Y times (Y is a natural number less than X). N channel data is created by interpolating the Z channel data input in step, and the signal selection means predetermines the channel to be used in the feature quantity estimation means based on the N channel data, and thereafter X times Is a non-invasive living body information measuring apparatus characterized in that the operation after the amplifying means of the channel not used by the feature quantity estimating means is stopped.
請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークレベルをNチャネル分比較し、振幅ピークレベルが最大となるチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。 7. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 6, wherein the signal selecting means compares the amplitude peak levels of the averaged digital data for N channels and includes an adjacent channel including a channel having the maximum amplitude peak level. A non-invasive living body information measuring device characterized by selecting an M channel. 請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、
前記信号選択手段は、前記平均化したデジタルデータの振幅ピークが発生するサンプリングタイミングをNチャネル分比較し、振幅ピークの発生タイミングが最も早いチャンネルを含んだ隣接するMチャンネルを選択する、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
The noninvasive living body information measuring device according to claim 6,
The signal selection unit compares N sampling timings at which the amplitude peaks of the averaged digital data are generated for N channels, and selects adjacent M channels including a channel having the earliest amplitude peak generation timing. A non-invasive living body information measuring device.
請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、
前記信号選択手段は、書き込み可能な第三のレジスタを備え、前記第三のレジスタによって前記光源を点灯させデジタルデータを前記第一の記憶手段に記録するまでの一連の動作回数である前記X回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
The noninvasive living body information measuring device according to claim 6,
The signal selection unit includes a third writable register, and the X number of times of a series of operations until the light source is turned on by the third register and digital data is recorded in the first storage unit. The noninvasive living body information measuring device characterized by being able to change from the outside.
請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、前記信号選択手段は、書き込み可能な第四のレジスタを備え、前記第四のレジスタによって前記特徴量推定手段で使用しないチャンネルの前記増幅手段以降の動作停止タイミングを示す前記Y回を外部から変更することが可能である、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。 7. The noninvasive living body information measuring apparatus according to claim 6, wherein the signal selection means includes a writable fourth register, and the amplification means for channels not used by the feature amount estimation means by the fourth register. The non-invasive living body information measuring device characterized in that it is possible to change the Y times indicating the operation stop timing from the outside. 請求項6に記載の非侵襲生体情報測定装置において、
前記信号選択手段は、書き込み可能な第五のレジスタを備え、前記第五のレジスタによって全Nチャンネルの中で前記一連の動作開始時に前記増幅手段以降の動作を行うチャンネルを示す前記Zチャンネルを外部から変更することが可能である、ことを特徴とする非侵襲生体情報測定装置。
The noninvasive living body information measuring device according to claim 6,
The signal selection means includes a fifth writable register, and the Z register indicates a channel for performing the operation after the amplification means at the start of the series of operations among all N channels by the fifth register. A noninvasive living body information measuring device characterized in that it can be changed from the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016137038A (en) * 2015-01-27 2016-08-04 日本電信電話株式会社 R-R interval interpolation method and heart rate variability measuring device

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